磁場作用下的微生物腐蝕研究進展

何勇君，張斐，王海濤，張天遂，李廣芳，劉宏芳

（1.中國石化銷售有限公司華南分公司，廣州 510000；2.華中科技大學 a.化學與化工學院 b.材料化學與服役失效湖北省重點實驗室，武漢 430074；3.中國特種設備檢測研究院，北京 100029）

微生物腐蝕（Microbiologically influenced corrosion，MIC）主要是指由微生物自身直接參與或通過自身代謝產物間接參與金屬腐蝕，造成金屬材料腐蝕失效的現象[1-2]。隨著工業化進程的不斷升級，金屬服役的場所更加多元化。在水體環境中，微生物種類繁多，種群數量龐大，尤其在土壤、海水、油田系統、城市管網、電力設施、航空燃料系統等環境中，都發現了微生物誘導金屬腐蝕失效的現象。造成金屬材料腐蝕失效的細菌種類主要有厭氧的硫酸鹽還原菌（SRB）、好氧的鐵氧化菌（IOB）和銅綠假單胞菌（PAE）等[3-5]。實際工況條件下，并不是單一微生物的作用，而是微生物種群間的協同作用，不同種類的細菌之間通過生理協同作用，建立細菌生命共同體，共同抵御外界風險，維護菌落共生環境。比如好氧細菌利用氧氣代謝環境中的大分子有機物，同時產生小分子的有機物，為生物膜底層厭氧細菌提供一個相對厭氧的封閉環境，且供應小分子碳源、氮源、磷源，促進生物膜內層微生物生長繁殖，而生物膜及腐蝕產物下容易形成局部氧濃差腐蝕電池，促進基體材料腐蝕失效[6]。金屬基體材料遭受腐蝕，易發生陽極溶解，腐蝕微電流會促進微生物生長。其中電子產物可以被某些微生物直接利用，Fe2+可以促進硫酸鹽還原菌生長[7]，同時也可以和S2–結合，給生物膜中共存細菌解毒，有利于細菌菌落共生[8]。

據中國工程院“腐蝕調查”的結果顯示，僅2014年中國的腐蝕成本已超過2 萬億元人民幣，約占當年GDP 總量的3.34%。每年由于微生物參與而造成金屬材料的腐蝕近似為金屬總腐蝕的20%～50%，因此微生物腐蝕研究受到科研工作者和工程業界的廣泛關注，也是亟待解決的工程共性難題[9]。實際工況環境中，微生物種類復雜多樣，研究其腐蝕作用比較棘手，研究者們往往選擇培養金屬所處環境中腐蝕影響程度最大的細菌為模擬研究對象。比如在石油管道、油田系統等幾乎厭氧環境中，主要研究SRB 對金屬材料的腐蝕作用和機理，以期為工業現場腐蝕防護提供理論和技術支撐。然而自然界中可培養的微生物種類占比不到2%，因此實驗室研究結果并不能還原現場腐蝕狀態，常常發現實驗室微生物腐蝕速度低，甚至有減緩腐蝕的現象，而實驗室模擬條件下還沒有報道出在短時間內微生物導致材料穿孔的案例。實際工程中，由于是多因素腐蝕協同作用，新管線短期腐蝕穿孔事件時有發生。

SRB 能在厭氧條件下或者氧氣濃度很低的環境中大量繁殖，屬于兼性厭氧型細菌。其主要利用環境中的碳源等物質作為能量來源，通過結合質子氫和電子，與環境中的硫酸鹽發生氧化還原反應，反應過程釋放硫化氫以及參與金屬基體的溶解等過程造成金屬材料腐蝕失效[10]。當環境中缺乏碳源時，SRB 傾向于在生物膜的底層生長，SRB 可以直接從Fe0基體獲得電子[11]，代謝產生的物質主要是具有腐蝕性的硫化物和黏液狀胞外聚合物（EPS）。EPS 能夠在金屬表面吸附成膜，形成生物膜垢，改變界面的物理化學性質，造成嚴重的局部腐蝕[12]。EPS 是生物膜內部重要的組成，其主要是由蛋白質、糖類、核酸和脂質等構成[13-14]。有研究報道指出，EPS 能夠形成水合凝膠，具有很高的黏性和彈性，可以在金屬基體上附著，使生物膜內部保持穩定的局部環境，進而對殺菌劑有一定的抵制作用[15]。此外，EPS 能夠與金屬離子發生絡合反應，形成的金屬絡合物，可以在金屬基體表面附著，促進金屬材料溶解[16]。Dong 等[17]研究表明，EPS濃度對碳鋼腐蝕具有差異，低濃度的EPS 可以在表面吸附成膜，抑制陰極腐蝕反應，而較高濃度則促進陽極基體溶解。鐵氧化菌（IOB）廣泛存在于油氣田、弱酸及近中性富鐵地下水、深海等環境體系中，作為一種典型的好氧細菌，在金屬基體表面成膜后，更傾向于富集在生物膜的中層和表層，通常生物膜中的固著細菌比液體環境中高出2 個數量級以上[18]。IOB 利用氧化Fe2+為Fe3+的過程，獲得能量進行生長，來加速金屬陽極腐蝕過程。IOB 對金屬材料的主要腐蝕產物為較難溶的鐵氧化合物（如FeOOH、Fe2O3和Fe3O4等），沉積物和細菌的大量聚集會形成結瘤而堵塞管道，好氧的IOB 也是造成金屬材料點蝕的一個主要腐蝕性微生物[19-20]。

對微生物腐蝕的防護手段通常是加入殺菌劑，但通常殺菌劑是一些有毒性的物質，對于浮游細菌比較有效，對于固著細菌卻存在一定的限制。相關研究表明，生物膜內固著的微生物比浮游微生物對材料造成的腐蝕破壞更加嚴重，而且大量的投入使用不僅會使細菌產生耐藥性，同時造成環境的二次污染[21]。相比之下，通過磁場進行水管除垢、污水凈化、原油殺菌、水體除藻，不僅成本低廉、方便快捷，而且綠色環保效果好。現代生物磁學研究表明，磁場會對細胞形態、膜結構以及代謝均有影響，細胞之間進行物質轉運的小分子在磁場洛倫茲力的作用下，會對細胞的正常功能造成破壞，導致細菌功能紊亂而喪失正常的生理特性，進而減輕對金屬的腐蝕程度[22]。

雖然近年來已有較多文獻報道了磁場環境下金屬微生物腐蝕行為的研究，但缺乏磁場條件下金屬微生物腐蝕系統的報道。本文總結了近幾年關于靜磁場環境微生物腐蝕研究進展，從磁場對于微生物生長特性影響、磁場對金屬腐蝕相關機理研究、磁場條件下微生物防護方法等幾個方面進行了論述，為環境友好的磁處理物理防治技術研究提供參考。

1 磁場對微生物的作用

1.1 磁場對單一細菌的影響

磁場作為一種殺菌、阻垢的綠色環保手段，近年來被廣泛地應用于生產生活中。此外，漏磁檢測是當前較為成熟且工業應用最廣泛的輸油管道內檢測技術，可以檢測出管道內外壁的腐蝕、機械損傷等金屬損失缺陷，對被檢測管道清潔度要求低，可兼用于輸油和輸氣管道[23]。通過在線檢測，可以對缺陷進行識別、定位和量化統計，是指導管道合理維修、開展管道完整性管理工作的重要手段。然而，漏磁檢測后，管壁存在的剩磁對管線材料微生物的腐蝕行為是否會存在影響有待探索研究。

磁場能夠通過影響離子的傳質過程，改變溶液的pH 值，通過抑制微生物生長代謝等過程，影響金屬的腐蝕。研究表明，細菌的生存能力和數量變化與磁場作用時間呈正相關，同時磁場環境中會影響細菌生物膜形成，來遏制細菌生長[24]。在電廠和大型設備操作運移的過程中，會產生電磁場。比如海洋環境中大型船舶在快速運動的瞬間，便會在周圍環境中產生一定的磁場，對周圍海域和附著在船體表面的細菌造成影響，進而改變其生理活性[25]。通過磁場來防護金屬微生物腐蝕的研究，國內外學者已有相關報道。田光等[26]研究了A3 鋼在不同磁場強度下的腐蝕性能，認為一定強度范圍內，磁場可以減緩腐蝕，且較強磁場下的腐蝕速率最小，遠大于不加磁場下的腐蝕速率。磁場強度對微生物腐蝕過程的影響和作用周期密切相關。張小云等[27]通過改變磁場強度和作用時間，發現1.4 T 的磁場比0.4 T 的磁場對細胞分裂產生的抑制作用更加明顯，在研究范圍內與磁場強度和暴露在磁場中的時間呈正相關，而抑制時間主要發生在微生物細胞分裂的G2 期。不同磁場強度對細菌也存在較大差異。Sueptitz 等[28]研究表明，較低的磁場強度（2.7～10 mT）對大腸桿菌具有殺滅作用，而不是簡單的抑制生長，且隨著在磁場中暴露時間的增長，其氧化還原能力隨之減弱。低強度磁場（2～4 mT）能夠控制SRB 的活性，延緩生物膜的形成，并降低金屬的微生物腐蝕速率。在富含IOB 的環境中，磁場能夠通過促進碳鋼表面的生物膜更加致密來影響腐蝕的進行[29]。陳碧等[30]研究了靜磁場條件下硫酸鹽還原菌對HSn70-1 銅合金的腐蝕行為，指出磁場存在時，金屬表面的腐蝕產物膜均勻致密，能夠有效地減緩HSn70-1 銅合金的微生物腐蝕。磁場環境中致密生物膜的形成，會對金屬表面產生防護效果，李克娟等人[31]研究了在磁場條件下Q235 鋼的腐蝕行為和碳鋼生物礦化作用，研究發現，磁場導致試樣表面的生物膜形成滯后，且生物膜均勻致密地粘附在金屬基體表面，起到了一定的保護作用。此外，磁場還能夠抑制細菌的生長，減緩對Q235 碳鋼的腐蝕。磁場環境中，表面腐蝕坑的數量和最大腐蝕坑深度均明顯改善，同時磁場導致形成了更為致密的生物礦化膜。其有無磁場時的生物膜形貌如圖1 所示，右側圖為紅框局部放大后的生物膜形貌圖。

圖1 在有、無磁場條件下SRB 菌液中浸泡14 d 后Q235 鋼表面的SEM 圖像[31]Fig.1 SEM images of Q235 steel after exposure for 14 d in SRB solution with the magnetic field (a) and without magnetic field (b) [31]

對于其他金屬材料的研究也有很多。王海燕等[32-33]研究了5 mT 磁場環境對316L 不銹鋼和X100 鋼在SRB 土壤模擬溶液中的腐蝕行為，發現磁場能夠使316L 不銹鋼表面膜層趨于均勻致密，減小局部堆積，抑制不銹鋼點蝕的形成與發展。其中X100 鋼表面膜層的主要成分為易磁化的鐵的氧化物和硫化物，有磁場時，膜層吸附更加牢固，密度明顯大于無磁場時。同時，宗月等[34]也研究了不同磁場強度（0、4、8、12 mT）下X100 鋼在接種SRB 海水溶液中的腐蝕行為。結果表明，磁場環境抑制了SRB 的生長和表面腐蝕坑的發展，磁場強度越強，抑制作用越明顯，試樣表面越平整。磁場減緩金屬表面腐蝕與改變細菌吸附性能有關。呂亞林等[35]研究了不同磁場強度對SRB在碳鋼表面的吸附性能，指出150 mT 磁場對浮游SRB生長影響不大，但會延遲其在碳鋼表面的固著，且4 mT時抑制碳鋼表面生物膜形成和吸附的效果更佳。

由此可知，磁場可以通過殺菌抑菌減緩金屬腐蝕，或者改變腐蝕產物膜的組成結構及物理化學性質，進而形成致密的生物膜阻礙腐蝕性離子對金屬的侵蝕，起到了保護性屏障的作用。微生物在金屬表面形成生物膜或腐蝕產物膜，在金屬材料腐蝕失效過程中起到關鍵作用。當金屬材料與所含細菌的液體介質接觸時，由于腐蝕過程中細菌自身代謝產生的腐蝕產物和生物膜會在金屬表面聚集，這些代謝產物在弱酸性的生物膜環境下，改變了金屬/溶液界面的電化學性質，造成金屬嚴重的腐蝕。這一過程的本質是微生物利用新陳代謝產物對腐蝕反應的陰陽極半反應產生催化加速作用，改變了金屬腐蝕的總反應速率[36-37]。在油田的環境中，金屬表面的生物膜同樣扮演著重要角色，生物膜的不均勻分布會造成腐蝕電位和電流的變化。一般來說，相對完整的生物膜下腐蝕較弱，而生物膜破裂后，則會引起較為嚴重的局部腐蝕。生物膜通常是一種有著較多復雜成分的混合物，包含菌體、代謝產物、腐蝕產物、無機離子和一些吸附的有機物等，而生物膜的形成過程往往是伴隨細菌生長、衰亡的動態變化過程[38]。筆者課題組前期研究了鐵氧化菌在培養基體系中的生物膜變化，如圖2 所示。

圖2 碳鋼在含有鐵氧化菌的培養介質中培養不同時間獲得的生物膜形貌Fig.2 Change of biofilm of IOB on the carbon steel surface with different incubation time

在培養的周期內，最初可觀察到細菌在金屬表面附著，此時數量較少，活性不是特別高，因此產生的腐蝕產物也較少。隨著培養時間的延長，細菌不斷繁殖，活性也隨之增強，產生大量的腐蝕產物聚集在金屬表面，腐蝕產物中包含著大量的細菌。在培養的后期，營養物質匱乏，細菌進入衰亡期，不斷死亡，在腐蝕產物中觀察不到細菌的存在，腐蝕產物變得相對致密緊湊，一定程度上抑制了金屬的腐蝕。

1.2 磁場對混菌環境中的影響

近些年，隨著單一細菌對金屬腐蝕影響研究的不斷深入，研究者們逐漸開始研究多種細菌對金屬的腐蝕影響。劉宏偉等[39]通過嚴格控制氧的含量，研究了油田模擬水環境下SRB 與IOB 共存時對碳鋼的腐蝕行為。結果表明，兩種細菌共存時主要造成局部腐蝕。此外，Xu 等[40]的實驗研究同樣指出在煉油廠的冷卻水環境中，SRB 和IOB 共存狀態下加速了316L 不銹鋼點蝕的擴展，提高了不銹鋼的腐蝕速率。通過SEM形貌（如圖3 所示）可以表明，SRB 和IOB 共存狀態下的腐蝕坑深度最大，腐蝕最為嚴重。

圖3 316L 不銹鋼在幾種介質中暴露30 天后的點蝕SEM 形貌[40]Fig.3 SEM micrographs showing corrosion pits on 316L stainless steel surface after 30 days exposure in (a) sterile medium and presence of (b) IOB, (c) SRB, (d) SRB+IOB[40]

以上研究表明，混菌較單一細菌存在對金屬腐蝕危害更大。針對常見的混菌腐蝕體系，學者們對磁場環境下微生物引起的金屬腐蝕問題進行了廣泛的研究。Kohno 等[41]研究了磁場條件對厭氧環境中變形球菌和葡萄球菌的影響。結果表明，磁場強度為30～100 mT 時，能夠對細菌產生較為明顯的抑制作用，但對含氧環境下的細菌不具有抑制作用。磁場強度對混菌和金屬材質的抑制作用存在差異。衛曉陽等[42]研究了外加磁場對純銅在混合菌液中的腐蝕，指出磁場對Cu 的微生物腐蝕過程有明顯的抑制作用，且與強度有關。同時利用FTIR 分析了生物膜在有/無磁場下的區別（如圖4 所示），發現蛋白質和碳水化合物的含量發生了明顯的變化，磁場改變了生物膜的結構而導致Cu 的耐蝕性差異。

圖4 Cu 在未施加與施加磁場的溶液中浸泡10 d 后表面生物膜的FTIR 譜[42]Fig.4 FTIR spectra of the biofilms formed on pure copper immersed in bacteria solution for 10 d under the magnetic fields of 0, 28 and 60 mT[42]

此外，磁場也會影響不同類型細菌的存活率。許喜林等[43]研究了磁場對大腸桿菌和枯草桿菌的影響，指出不同強度的磁場對細菌的存活率存在差異，磁場強度對不同種類細菌影響也不盡相同，磁場作用下能夠導致細菌DNA 發生變異。

2 磁場對金屬腐蝕的影響和相關機理研究

2.1 磁場對濃差極化控制過程的影響

磁場力大小與磁場強度有一定的關系，金屬離子等磁性物質在不同的磁場強度下的運動軌跡也存在差異，因而不同磁場對金屬腐蝕的影響程度不同。在濃差極化控制的腐蝕體系中，腐蝕與金屬表面的陰極去極化劑的多少有關，極化劑越多，腐蝕越嚴重。磁場會造成金屬/溶液界面內離子濃度和排列分布差異，而引起雙電層電容的變化，造成金屬自腐蝕電位發生改變，促進或抑制金屬腐蝕發生的趨勢[44-45]。通常來說，當磁感應強度從較小數值變化時，在磁場環境中金屬表面的帶電粒子會發生運動而產生磁流體動力學流動相，能夠與金屬/溶液界面產生的濃差擴散對流層進行抵消，造成金屬表面擴散層逐漸增厚。當磁感應強度達到臨界值時，擴散層達到最厚，抑制金屬的腐蝕效果最好。然而，一旦超過這一臨界值，磁感應強度的增加會導致自然對流占據主導地位，引起擴散層厚度變薄，加劇金屬的腐蝕過程[46]。呂戰鵬等[47]研究了磁場對銅在含Fe3+溶液中陰極擴散的影響，發現磁場加速銅電極上Fe3+陰極擴散過程，使陰極極限擴散電流密度增大。磁場對溶液傳質過程的影響主要是磁場下電解質受到了洛倫茲力的作用而在垂直于磁感線的方向上加速運動，對電解質起到攪拌作用[48]。磁場也會通過抑制離子傳質過程影響腐蝕。Sueptitz 等[28]研究了高梯度磁場對Fe 在H2SO4溶液中的影響，發現酸濃度為0.5 mol/L 時，由于磁場作用增加了金屬表面附近Fe2+的濃度，抑制了傳質過程，導致溶液中的電流密度較低，減緩了腐蝕速率。

2.2 磁場對電化學極化控制腐蝕的影響

磁場會對金屬（尤其是鐵磁性金屬）表面腐蝕中的化學反應過程產生影響。金屬所在溶液范圍內的離子，由于受到磁場洛倫茲力的作用，在垂直于磁場方向上，離子運動劇烈，增加了電化學的傳質過程，平行于磁場的方向則不會對該電化學過程產生影響。在電化學極化控制的腐蝕體系中，磁場主要是通過促進或抑制電化學反應的過程來影響腐蝕，而腐蝕速率取決于電化學反應的難易程度[49-50]。王晨等[51]研究了強磁場對鐵腐蝕過程中陰極析氫和陽極溶解過程的影響，發現磁場存在的條件下，由于離子的水合作用，出現了磁致過電位，原因是Fe 與Fe2+的磁矩存在差異，磁場環境中在金屬/溶液界面形成雙電層結構引起的。關于磁場對金屬電化學腐蝕抑制的作用機理，Busch 等[52]在研究中證實了雙電層結構的說法，指出其與Fe2+的水合作用有關。在磁場作用下，金屬表面的Fe 與Fe2+由于磁矩差異使Fe2+產生吸附于二者界面的力，對Fe 溶解產生了抑制作用；同時由于Fe2+具有磁性，磁場會改變其水合作用，產生脫附于界面的力，磁場通過改變兩種力的相對大小來決定金屬的腐蝕進程。

2.3 磁場對微生物腐蝕的影響機理

磁場也會通過磁感線作用對細菌等生物體產生影響。生物體內參與的生化反應大多為氧化還原反應，磁場環境下會對反應過程的電子和離子產生干擾，具有磁性力的分子的運動軌跡發生改變，同時影響細菌體內酶和蛋白質中金屬元素的活性中心而使其活性喪失，從而影響了生物體的生長繁殖[53-54]。除此之外，磁場會通過改變生物體內自由基的運動路徑、生物膜離子選擇通透性等方式，使細菌等生物體的生物學功能發生改變。通過大量的研究，目前對于磁場對微生物系統的影響機制主要是以下3 種理論[55]：

1）生物膜理論。在細菌細胞膜內部存在豐富的具有抗磁性特性的各向異性分子，當暴露在磁場的環境中時，這些分子由于受到磁場作用而發生旋轉，最終穩定在一個能量較低的平衡狀態。這些具有各向異性的分子在旋轉的過程中會導致細胞膜內部的離子通道發生改變，進而影響細胞膜內外兩側離子的交換與遷移過程，對生物體的正常生長代謝造成影響。

2）離子干涉理論。生物體內部的大分子酶和蛋白質等物質通常需要與金屬離子結合才能發揮其活性作用。比如與一些具有順磁性特性的過渡金屬元素Mn、Fe 和Co 等形成活性中心，磁場的存在可能會導致這些大分子結合物的結構狀態被破壞而使其喪失活性。

3）自由基理論。磁場條件下可能會誘發生物體內產生氧自由基（如HO2·和·OH 等），而這些類型的自由基通常具有較高的活性，可能會造成生物體組織某些部位被破壞。

3 磁場條件下微生物腐蝕防護方法

在磁場環境中，由于磁場本身對微生物參與的腐蝕會有影響，不僅對細菌活性、腐蝕產物膜結構組成有顯著影響，而且影響了細菌的胞外聚合物在基體材料表面的吸脫附行為。筆者課題組前期對分離純化后的SRB 胞外聚合物在3% NaCl 溶液中于Q235 鋼表面吸附膜的電化學阻抗曲線（見圖5）進行了研究。結果表明，在這種條件下，應該首選能夠與磁場條件協同促進對材料保護的方法[56]。

圖5 Q235 電極在3% NaCl 溶液中的電化學奈奎斯特圖[56]（EPS：SRB 的胞外聚合物，SMF：65 mT 的靜磁場強度）Fig.5 The EIS of the Q235 electrode in 3%wt NaCl solution with SRB EPS and SMF[56](EPS: Extracellular polymer of SRB, SMF: Static magnetic field strength of 65 mT)

緩蝕劑由一種或多種化學物質組成，添加少量于介質中就能對金屬的腐蝕過程產生很好的防護效果，且能保持金屬原有的物理、力學性能不變[57]。緩蝕劑分子通常具有不同的偶極矩和電荷，在磁場環境中，緩蝕劑分子發生遷移，能夠在金屬表面形成緩蝕劑膜[58]。Liu 等[59]研究了在磁場條件下緩蝕劑對Q235鋼的影響。結果表明，帶電荷的緩蝕劑在磁場條件下的抑制率明顯提高。相對于電極表面的磁場方向對帶電荷的緩蝕劑也有顯著影響，但對不帶電荷的緩蝕劑沒有影響。兩種緩蝕劑在磁場條件下的極化曲線如圖6 所示，可以看出，磁場對緩蝕劑有影響，同時磁場方向的變化對于兩種緩蝕劑的影響也存在差異。

圖6 在靜磁場存在下于含緩蝕劑ID 和DL 油田采出水中測試3 h 后電極的動態電位極化曲線[59]Fig.6 Potentiodynamic polarization curve of electrode was measured in the produced water of oil field containing inhibitor ID and DL for 3 h in the presence of static magnetic field[59]

磁場環境中也能促進緩蝕劑分子在金屬表面的吸附傳質速率。趙靜等[60]研究了磁場條件下十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）對陽極鋁箔的緩蝕性能。結果表明，磁場作用提高了電解液中離子向鋁箔表面及孔內的傳質速率，腐蝕鋁箔表面SDBS 的吸附量及分布均一性均得到提高，腐蝕箔質量損失降低，耐蝕性能增強。此外，磁處理與緩蝕劑聯合作用對金屬耐蝕性能的提升效果顯著。韓建勛等[61]研究了磁處理與苯并三氮唑（BTA）聯合作用對黃銅腐蝕的影響，發現二者聯合作用較緩蝕劑BTA 單獨存在時，腐蝕速率進一步下降。能譜分析也表明此處理促進了BAT 在黃銅表面的吸附，耐蝕性能提升。由此可見，在磁場環境下，選擇合適的緩蝕劑可以充分發揮緩蝕劑的功效，減緩金屬的腐蝕。

除此之外，也有文獻報道利用其他微生物來抑制或消除環境中造成金屬腐蝕的主要微生物，其原理主要是利用不同微生物類型之間共生、拮抗以及競爭的關系，通過消耗環境中的營養基質或者產生代謝產物，來對腐蝕金屬的主要微生物造成影響，達到減緩金屬腐蝕的目的。

4 結語

本文重點綜述了磁場環境下金屬材料微生物腐蝕的研究現狀，主要分析了磁場對微生物生長特性的影響，以及關于不同種類細菌混合條件下微生物腐蝕的研究報道，并總結了磁場環境下影響金屬腐蝕的相關機理和防護方法。但金屬在磁場環境中遭受的微生物腐蝕因素涉及領域較多，目前還有較多問題需要研究和探討[62]：

1）磁場環境下不同微生物間的協同作用機理研究。針對油田和海洋等典型腐蝕環境，體系存在的細菌類型繁多，微生物之間的相互作用較為密切，對于其中部分細菌的研究有時不足以反映實際腐蝕過程。此外，磁場對細菌類型的研究數據尚不充分，因此進一步還原多種類細菌在磁場條件下的腐蝕行為和機理，對于更好地揭示微生物腐蝕過程顯得尤為重要。

2）磁場對緩蝕劑、殺菌劑的協同作用機理研究。抑制微生物通常采用殺菌劑等化學方法，而減緩金屬的腐蝕通常是加入緩蝕劑，磁場存在環境中對于細菌在不同類型緩蝕劑和殺菌劑中的影響報道較少，目前對于這一領域還未形成系統性的研究結論。

3）磁場環境對微生物腐蝕產物與生物污損的作用。磁場環境對微生物腐蝕產物和代謝產物的形成作用，以及腐蝕產物在磁場環境下成分變化對金屬表面的影響還需要進一步探究。海洋環境中存在生物污損現象，加速金屬材料的腐蝕失效，宏觀污損與微生物引起的腐蝕在磁場環境中的作用機制尚不明確。

4）不同強度磁場環境對微生物腐蝕的影響仍存在不足。不同磁場強度對微生物促進或抑制金屬腐蝕的結論尚未統一，可以結合管道漏磁檢測的工業需求，進一步研究磁場強度對金屬微生物腐蝕過程的影響。